污水处理厂污水处理节能技术与改进分析

赵正清

摘 要： 基于可持续发展的实际需求，水资源利用上推出了诸多不同的技术手段，污水处理技术手段作为其中之一，在实际应用过程中，不仅降低了生态污染，也提高了资源利用率。但一些污水处理技术需要耗费较大能源，因此在后续的技术升级过程中应加强节能技术的改进。基于此，结合实际案例深入分析污水处理厂污水处理节能技术的改进方向、改进思路和具体的改进策略，以求降低污水处理费用、能耗，提高污水处理厂的整体效益。

关键词： 污水处理厂 节能技术 技术优化 控制优化

中图分类号： TU831文献标识码： A文章编号： 1679-3567（2024）02-0071-03

Energy-Saving Technology and Improvement Analysis of Sewage Treatment In Sewage Treatment Plant

ZHAO Zhengqing

（ Hefei 15 Li River Capital Water Co.， Ltd.， Hefei， Anhui Province， 230000 China ）

Abstract： Based on the actual demand of sustainable development， many different technical means have been introduced in the utilization of water resources.Sewage treatment technology as one of them， in the practical application process， not only reduces the ecological pollution， but also improves the utilization rate of resources. However， some sewage treatment technologies require greater energy consumption， so the improvement of energy-saving technologies should be strengthened in thesubsequent process of technological upgrading. Based on this， this paper deeply analyzes the improvement direction， improvement ideas and specific improvement strategies of energy-saving technologies for sewage treatment plants with the practical cases， in order to reduce the cost of sewage treatment， energy consumption， and to improve the overall benefit of sewage treatment plant.

Key Words： Sewage treatment plant； Energy-saving technology； Technology optimization； Control optimization

污水处理厂在环境保护、生态建设、城市发展中的重要性不言而喻，是解决水污染和水资源短缺的关键性存在，但其在实际运行中存在的能耗过大问题日益突出。想要在节能降耗的基础上，展开高质量的水资源处理，还需要对相应的技术手段进行更新、优化，以此打造出科学、高效、节能的运行体系，让污水处理厂的生态效益得到最大化。

1 项目概况

某污水处理厂项目建设规模为15万m3，处理工艺采用A2/O工艺，将A2/O工艺与生物处理技术相结合，并对污泥进行土地利用，在减少占地面积的同时，实现对污水的有效处理。该厂设计处理能力为1万m3/d，采用两级生物池进行二级污水处理。一级生物池的容积为2 000 m3，生物池容采用一步提升曝气池设计方式；二级生物池的容积为1 000 m3，污泥处理系统主要包括污泥脱水系统和污泥浓缩系统。通过对污水厂项目建设情况进行分析可知，该污水处理厂建成后将承担周围区域的污水收集、处理任务，其建成后不仅能有效解决周围区域的污水排放问题，还能提高水资源利用效率，促进当地经济发展。因此该污水处理厂的建设具有重要意义，但在实际运行过程中仍然存在着一定的能耗问题。

2 节能技术分析

随着社会经济的不断发展，工业生产所产生的污水量也越来越多，不仅对环境造成了一定程度上的污染，也会造成水资源的浪费。为了更好地解决污水处理问题，污水处理厂应在节能技术方面进行优化和改进，以提升污水处理效率。污水处理厂是城市污水处理系统中至关重要的一环，然而，污水处理过程中所涉及的技术非常复杂，且由于各地区的水质和气候条件不同，所适用的工艺也不同。因此，在处理污水时所需要耗费大量的能源。如果能够采用先进、高效、节能的处理技术来对污水进行处理，将会取得更加理想的效果。而在实际生产中，往往会出现设备老化、运行不稳定等问题。同时，由于污水水质较差、水量较大等原因，使污水处理过程中所消耗的电能和热能也很大[1]。因此，在实际生产过程中要采取有效措施来提高节能效果，降低能源消耗。节能技术主要包括3个方面：第一是合理设计工艺流程；第二是采用先进的工艺技术；第三是优化设备配置等。在实际生产中，应根据不同的水质、水量和工艺流程等情况进行相应设计。

污水处理是高能耗的行业，能源消耗量占整个污水处理过程的60%以上。目前，我国大部分污水处理厂主要依靠电能来维持运营，能源消耗量大且成本较高。因此，如何降低能耗是污水处理厂面临的重要问题。随着排放标准的提高，污水处理厂的处理效果面临着更高的要求。然而，由于技术、设备和管理等方面的问题，目前部分污水处理厂的处理效果并不理想，不能达到预期的处理效果。因此，如何提高处理效果也是污水处理厂需要解决的问题。常见的节能工艺方案包括如下几个方面。第一，厌氧生物处理技术。厌氧生物处理技术是一种高效、低能耗的污水处理技术，其主要原理是在厌氧条件下，厌氧微生物将有机物转化为甲烷和二氧化碳等气体。这种技术的应用可以有效地降低能源消耗，同时还可以产生能源，具有一定的经济效益和环保效益。第二，高效节能曝气设备。曝气设备是污水处理中重要的设备之一，其能耗也是污水处理厂主要的能源消耗之一。高效节能曝气设备的应用可以有效地降低曝气设备的能耗，提高氧气的利用率，同时还可以提高污水的处理效果。第三，膜分离技术。膜分离技术是一种新型的污水处理技术，其原理是利用膜的孔径大小不同来分离污水中的悬浮物、有机物和无机物等。膜分离技术的应用可以有效地提高污水的处理效果，同时还可以降低能源消耗和成本。未来的污水处理不仅需要解决环境污染问题，还需要注重资源的利用和节约。通过将污水中的有用物质回收再利用，将其转化为有价值的资源，如肥料、能源等，从而实现水资源的可持续利用和经济发展[2]。

3 节能技术改进优化具体措施

3.1 工艺方案优化

优化污水处理流程是提高污水治理效果的关键措施之一。通过对污水治理流程进行科学设计和优化，可以降低污水处理的能耗和成本，提高污水治理效果。同时还可以缩短污水治理时间，减少对环境的影响。未来的污水处理流程将会更加注重环保和节能减排，通过引进新的技术和设备来提高处理效率和处理质量。同时还会更加注重资源的回收和利用，通过将污水中的有用物质回收再利用来降低能源消耗和成本[3]。以某污水处理厂为例，本项目污水厂主要处理城市生活污水，水质属于一级A排放标准。原工艺采用二级生物处理+二沉池+消毒的处理流程，由于该工艺在运行中容易产生污泥膨胀问题，导致处理效果不佳，因此需要对工艺进行优化。本项目原工艺采用的是传统的活性污泥法，主要利用普通的曝气池，同时设置了一个初沉池和二沉池，为了避免污泥膨胀问题的发生，在二沉池后设置了污泥回流系统。通过以上操作，能够使剩余污泥中的有机物得到充分利用，从而降低污水厂运行成本。另外，在二沉池中设置了两个堰板，每个堰板均为4孔板结构。通过这一设置能够更好地控制污水和泥水的混合情况，有效降低了污泥膨胀问题出现的概率。由上可知，该污水处理厂引入了预处理技术，可以有效去除污水中的大颗粒杂质、悬浮物、有机物等，为后续处理工艺减轻负担。科学采用预处理技术，可以平衡处理工艺的负荷，提高污水处理的效率和质量。在实际优化过程中，采用格栅、筛网等物理方法进行预处理，可以去除大颗粒杂质和悬浮物；采用化学方法进行预处理，可以去除有机物和重金属等有害物质。污水处理厂还可以通过采用高效生物处理技术，如高效微生物反应器、生物膜反应器等，提高污水处理的效率，实现污水处理厂的环保节能目标。

3.2 设备选型优化

引进先进的污水处理设备可以提高污水治理效果和处理效率。同时还可以降低污水处理的能耗和成本，提高污水治理的经济效益和环保效益。目前，我国大部分污水处理厂所采用的工艺为活性污泥法，其原理是通过活性污泥在水中的吸附、凝聚、沉淀等作用来达到去除污水中污染物的目的。但该方法需要在人工控制下才能发挥作用，且运行过程较为复杂，成本较高，因此，可以将活性污泥法与其他工艺相结合，如MBR工艺、生物膜法等。由于这些工艺的处理效果较好，并且处理过程简单，在节能方面也具有一定的优势。该项目所采用的是MBR工艺[4]。MBR工艺主要包括膜生物反应器、膜法生物反应器。由于该污水处理厂采用的是MBR工艺，因此所需要的设备也主要为膜生物反应器，该设备主要包括膜池、膜组件和生物反应器三部分。在设备选型方面，应充分考虑污水处理厂所处区域的水质条件、设备运行状况以及实际处理需求等因素。在设计时应根据进水水质水量、处理后出水水质等参数综合考虑选择合适的膜组件。以上述污水厂为例，原有的污水提升泵站和鼓风曝气装置都存在能耗高、效率低的问题。为了解决这些问题，该污水处理厂决定进行设备升级改造。针对污水提升泵站，该厂经过市场调研和实际测试，选择了型号为D155-67-100的潜水泵作为新的设备。这款潜水泵在额定流量下，每小时耗电量为155 kW·h，扬程为67 m，效率高达92%。相比原来的水泵，这款水泵在流量和扬程上都有所提高，而能耗却降低了10%以上。鼓风曝气装置上，该厂选择了型号为曝气头80的微孔曝气装置。这款曝气装置采用了微孔曝气技术，使氧气利用率提高了30%，同时减少了能耗。在实际运行中，这款曝气装置的氧利用率达到了95%，比原来的曝气装置提高了10%以上。经过设备选型升级改造后，该污水处理厂的能耗和资源消耗得到了显著降低。据统计，改造后该厂的年处理能力提高了20%，而总能耗下降了15%。除了上述手段之外，必要情况下还可以通过物联网技术和云计算技术，实现对污水处理厂的远程管理和监控，提高管理效率，减少人力成本。另外，可以对现有的污水处理设备进行自动化改造，如使用智能传感器、执行器等设备，实现对污水处理全流程的自动化监控和控制。

3.3 工艺设计优化

未来的污水处理将会更加注重信息化和智能化建设，通过结合新的技术和设备来实现智慧水务建设。智慧水务可以通过实时监测和数据分析来优化污水处理流程和处理质量，同时还可以提高管理效率和处理效率。在工程设计中，污水处理厂应根据实际情况，合理地进行工艺选择，以达到节能降耗的目的。在设计过程中，还应充分考虑污水处理厂的用地条件，为工程施工提供便利。在污水处理厂的选址上，要综合考虑周围的环境、气候等因素，选择合适的区域建设污水处理厂。例如：在该项目中，经过多次选址和考察后发现，该区域周边的环境较为适宜建设污水处理厂，因此将厂址选择在了该区域内。在设计中可以充分考虑厂区四周的绿化环境和交通条件，合理地规划厂区内的土地。污水处理厂在进行设计时要充分考虑废水、污泥和污泥处置的问题。因此在设计时应该将处理后的废水和污泥进行妥善处理后才能排放，减少对周围环境的污染。同时还需要考虑污泥处置问题，主要包括两个方面：一是对污泥进行无害化处理；二是将其制成有机肥或其他产品。首先需要对污水处理厂的进水水质进行分析，确定进水水质是否满足要求；其次需要对污水厂内各构筑物、设备进行分析和选择，以确保所选用设备及工艺的合理性；最后需要确定污泥处置方案[5]。

4 结语

综上所述，污水处理是环境保护和城市发展的重要环节，对于保护环境、提高水资源利用效率、促进城市可持续发展具有重要意义。为了提高污水处理效果和处理效率，降低能源消耗和成本，需要不断引进新的技术和设备，优化污水处理流程和管理措施，加强人员培训和教育，增强环保意识和责任心。同时还需要注重资源的回收和利用，推动智慧水务建设和污水资源化利用，实现可持续发展。

参考文献

[1]刘春虎.污水处理厂污泥干化技术分析及节能降耗应用[J].中国设备工程，2022（12）：205-206.

[2]王乃亮，黄慧，高磊.污水处理厂污水处理节能技术改进研究[J].资源节约与环保，2022（5）：68-71.

[3]付喻珊.污水处理厂节能降耗技术研究及途径有效分析[J].资源节约与环保，2021（2）：9-10.

[4]钱福娜，张德同.污水处理厂创新节能措施技术分析[J].节能与环保，2023（6）：69-71.

[5]李升，焦方方，王航航，等.污泥厌氧消化/热解气化耦合技术处理市政污泥[J].中国给水排水，2023，39（16）：110-115.